Steigt der CO₂-Gehalt der Luft, verändert sich das Eiweiß im Weizen. Ein Feldversuch mit zehn Sorten zeigt: Bei den meisten sinken Protein- und Glutengehalt, was die Backqualität verschlechtern kann. Andere Eiweiße, die mit Unverträglichkeiten in Verbindung gebracht werden, nehmen dagegen zu.
Weniger Gluten bei mehr CO₂
Der Klimawandel könnte die Qualität von Weizen verändern, einem der wichtigsten Grundnahrungsmittel der Welt. Forschende des Leibniz-Instituts für Lebensmittel-Systembiologie an der Technischen Universität München haben untersucht, wie sich ein höherer CO₂-Gehalt der Luft auf die Eiweiße im Korn auswirkt. Bei erhöhtem CO₂ sank der Gehalt an Glutenproteinen, die für die Backqualität entscheidend sind.
Auch der Proteingehalt insgesamt ging bei neun von zehn Sorten zurück, um 1,9 bis 10,3 Prozent. Nur die Sorte Hyvega legte um 2,7 Prozent zu. Weniger Gluten ging in der Untersuchung mit einer schlechteren Backqualität einher. Die Studie ist am 20. September im Fachjournal Food Chemistry erschienen.
So lief der Versuch
Das Team baute zehn Winterweizensorten unter realistischen Anbaubedingungen auf dem Feld an. Ein Teil der Pflanzen wuchs bei einem CO₂-Gehalt von 546 ppm, der Rest bei heutigen Werten. Zum Vergleich: 1980 lag der CO₂-Gehalt der Atmosphäre bei rund 340 ppm, 2024 bei rund 425 ppm. Bis 2050 könnten es je nach Entwicklung rund 600 ppm sein.
Die Eiweiße im Korn analysierten die Forschenden mit einer eigens entwickelten, hochauflösenden massenspektrometrischen Methode. Beteiligt waren auch das Karlsruher Institut für Technologie, die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft und das Forschungszentrum Jülich. Feldversuche dieser Art gibt es laut dem Institut bisher nur wenige.
Mehr von Eiweißen, die Unverträglichkeiten auslösen könnten
Nicht alle Eiweiße nahmen ab. Die sogenannten Amylase-Trypsin-Inhibitoren stiegen bei erhöhtem CO₂ an. Sie stehen im Verdacht, Allergien und eine Weizensensitivität auszulösen, die nicht auf Zöliakie zurückgeht. Bestimmte Eiweißbruchstücke, die bei Zöliakie eine Rolle spielen, nahmen dagegen ab, ebenso die Puroindoline, die die Kornhärte beeinflussen.
Ob Weizenprodukte dadurch künftig besser oder schlechter vertragen werden, lässt sich aus der Studie nicht ableiten. Die Veränderungen könnten „langfristig auch für weizenbedingte Erkrankungen relevant sein“, sagt die Lebensmittelchemikerin Katharina Scherf, die die Arbeitsgruppe leitet. Welche biologische und immunologische Bedeutung sie haben, müssten aber weitere Studien klären.
Die Sorte macht den Unterschied
Wie stark sich die Eiweiße verändern, hing vor allem von der Sorte ab. Asory, Campesino, LG Initial und Moschus reagierten in allen untersuchten Merkmalen empfindlich auf das zusätzliche CO₂. Apostel und KWS Emerick erwiesen sich als vergleichsweise robust.
Darin sehen die Forschenden einen Ansatz für die Zukunft. Sie empfehlen, Sorten zu züchten, die auch bei steigendem CO₂ eine hohe Backqualität behalten und zugleich möglichst wenige potenziell unverträgliche Eiweiße enthalten. Gefördert wurde die Arbeit vom deutschen Landwirtschaftsministerium und vom Europäischen Forschungsrat.